JPH07264095A

JPH07264095A - スペクトラム拡散通信用送信機および受信機

Info

Publication number: JPH07264095A
Application number: JP6075471A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Kato; 俊治加藤
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＮコードのチップ長を短くすることなく伝
送速度を大きくする。【構成】複数系列からなるパラレルディジタル信号を
各系列ごとに一次変調する一次変調部、および一次変調
された各系列の信号を相互に異なる複数系列のＰＮコー
ドにより各系列ごとにスペクトラム拡散変調する二次変
調部を備え、スペクトラム拡散変調した各系列の信号を
結合して送信する。また、このようにして送信された信
号の受信信号を前記系列の数に分配してそれぞれ前記各
系列のＰＮコードに対応するＰＮコードにより逆拡散復
調する二次復調部、および逆拡散復調された各信号をさ
らに検波して一次復調する一次復調部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号をスペクトラム拡
散変調して送信し、これを受信して逆拡散復調するスペ
クトラム拡散通信用送信機および受信機に関し、特に、
ベースバンド信号を複数系列に分割して変調および復調
するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、秘話性の高い通信装置としていわ
ゆるスペクトラム拡散通信（ＳＳＣ）装置が知られてい
る。スペクトラム拡散通信用送信機（ＳＳＣ送信機）で
は、例えば送信すべきディジタルデータを先ずＦＳＫ変
調等の一次変調を行なった後、ＰＮ（疑似雑音）コード
を用いて広い周波数帯に拡散（すなわち拡散変調）して
送信する。この拡散変調を二次変調とも呼ぶ。

【０００３】スペクトラム拡散通信用受信機（ＳＳＣ受
信機）側においては、送信機側のＰＮコードとイメージ
関係にある受信ＰＮコードとの相関をとり、Ｍ系列の一
周期ごとに生じる相関ピークの列を得る。これを、二次
復調あるいは逆拡散復調と呼ぶ。次に、相関ピーク列を
検波および波形整形して復調する。これを、一次復調と
呼ぶ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような、スペクト
ラム拡散通信装置において、送信データの伝送速度を速
くする方法の１つとして、ＰＮコードのチップ長を短く
する方法がある。しかしながら、チップ長を短くする
と、受信ＰＮコードとの相関をとる場合の相互相関値が
大きくなるため、サイドローブノイズが増加するととも
に、チャンネル数を多くとれなくなるという問題があ
る。例えば、チップ長が１２７チップの場合、Ｍ系列に
おけるチャンネル数を１８、ゴールド系列におけるチャ
ンネル数を₁₈Ｃ₂ ×１２７＝１９４３１とることができ
るが、チップ長をほぼ１／４の３１チップにすると、Ｍ
系列が６チャンネル、ゴールド系列が ₆Ｃ₂ ×３１＝１
５×３１＝４６５チャンネルとなる。

【０００５】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、スペクトラム拡散通信用送信機および受信
機において、ＰＮコードのチップ長を短くすることなく
伝送速度を大きくすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のスペクトラム拡散通信用送信機は、複数系列か
らなるパラレルディジタル信号を各系列ごとに一次変調
する一次変調部、および一次変調された各系列の信号を
相互に異なる複数系列のＰＮコードにより各系列ごとに
スペクトラム拡散変調する二次変調部を備え、スペクト
ラム拡散変調した各系列の信号を結合して送信すること
を特徴とする。

【０００７】また、本発明のスペクトラム拡散通信用受
信機は、複数系列からなるパラレルディジタル信号を各
系列ごとに、一次変調し、および相互に異なる各系列用
のＰＮコードによりスペクトラム拡散変調し、そして結
合して送信された信号の受信信号を前記系列の数に分配
してそれぞれ前記各系列のＰＮコードに対応するＰＮコ
ードにより逆拡散復調する二次復調部、および逆拡散復
調された各信号をさらに検波して一次復調する一次復調
部を備えることを特徴とする。

【０００８】ここで、シリアルディジタル信号を送・受
信する場合は通常、シリアルディジタル信号を直並列変
換して前記パラレルディジタル信号を得る手段を送信機
側に有し、二次復調された各信号を加え合わせてシリア
ルディジタル信号を得る手段を受信機側に有する。

【０００９】一次変調部における変調方式としては、Ａ
Ｍ、ＦＭ、ＰＭ、ＡＳＫ、ＦＳＫ、ＣＳＫ、ＤＰＳＫ等
の方式を用いることができる。また、拡散変調および逆
拡散復調に使用する各系列のＰＮコードは、系列間での
相互相関値の小さいものを選択するのが好ましい。ま
た、二次復調部においてＰＮコードにより逆拡散変調す
る手段としては、例えば、ＳＡＷ（弾性表面波）コンボ
ルバやマッチドフィルタなどのＳＡＷデバイスによる相
関器を用いたものを使用することができる。一次復調部
における検波方式としては、例えば、エンベロープ検波
方式、同期検波方式、遅延検波方式などを用いることが
できる。いずれの方式、手段を採用するかは、コストや
目的とする性能などにより、適宜選択される。

【００１０】

【作用】この構成において、送信されるべきベースバン
ド信号は、直並列変換されて複数系列のパラレルディジ
タル信号として一次変調部に供給されるが、二次変調部
では、各系列ごとに異なるＰＮコードによりスペクトラ
ム拡散変調される。したがって、ベースバンド信号の伝
送速度が速い場合でも、分割された各系列については伝
送速度が遅くなるため、Ｍ系列におけるチップ長の十分
長いＰＮコードによる拡散変調が行われ得る。ただし、
受信側での逆拡散復調時の相関検出における検出感度を
考慮し、分割された各系列のＰＮコードとして、それら
の相互相関値が十分小さいものが選択され使用されるの
が好ましい。

【００１１】このようにして、各系列ごとに変調された
信号は、加え合わされて送信されるが、受信機側では、
その受信信号が各系列分だけ分配され、分配された各信
号ごとに対応ＰＮコードにより逆拡散復調される。この
とき、分配された各信号にはいずれも各系列の変調信号
成分が含まれているが、対応ＰＮコードとの相関値が大
きい成分のみが各信号について復調される。すなわち各
系列ごとの復調が行われる。その際、上述のように各対
応ＰＮコード間の相互相関値が十分に小さい場合、十分
な感度をもって各系列ごとの復調が行われる。このよう
にして二次復調が行われた各系列の信号は、一次復調を
経て加え合わされることにより、伝送速度の速いベース
バンド信号に合成される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係るＳＳＣ送
受信機のブロック回路図である。同図に示すＳＳＣ送受
信機は、２．４ＧＨｚ帯のスペクトラム拡散（ＳＳ）信
号を送受信するものであり、インターフェース部２１、
インターフェース部２１を介して入力されるベースバン
ド信号を４系列に分割し、各系列ごとに一次変調および
二次変調を施してから各系列の変調信号を結合する変調
部２２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３、ＢＰＦ２
３の出力側に接続されたアンプ２４、ローカル発振機２
５、ミキサ（二重平衡変調器）２６、ＲＦ段の送信アン
プ２７、ＢＰＦ２８、送受信アンテナ２９、ＲＦ段の受
信アンプ３０、ＢＰＦ３１、ＩＦ段のアンプ３２、ＢＰ
Ｆ３３、ＢＰＦ３３の出力を４分配し、それぞれ逆拡散
復調および検波してベースバンド信号に復調する復調部
３４、自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）７１、送信と受
信とを切り換えるスイッチ３５，３６，３７を備える。
スイッチ３５，３６，３７は、図１では、送信時におけ
る切換え位置を示している。

【００１４】変調部２２は、ベースバンド信号を直並列
変換して４系列のパラレルデータ信号を出力するパラレ
ルデータ伝送部３８、このパラレルデータを各系列ごと
にＡＳＫ変調する一次変調部３９、その出力側に接続さ
れたＢＰＦ４０、一方の入力端子はＢＰＦ４０の出力側
に接続され、他方の入力端子にはバッファアンプ４１を
介して不図示のＰＮコード発生器に接続されたミキサ４
２、およびミキサ４２の出力を結合する４結合器４３を
有する。ただし、一次変調部３９、ミキサ４２等は、そ
の詳細を図２に示すように４系統からなる。すなわち、
一次変調部３９は、パラレルデータ伝送部３８からの各
系列のデータがそれぞれ入力されるミキサ４４ａ〜４４
ｄ、ミキサ４４ａ〜４４ｄの他方の入力端子に４分配器
４５を介して接続された発振器４６、ミキサ４４ａ〜４
４ｄの出力側にそれぞれ接続されたアンプ４７ａ〜４７
ｄを有する。そして、ミキサ４２は４系統のミキサ４２
ａ〜４２ｄで構成され、それぞれ一方の入力端子にはア
ンプ４７ａ〜４７ｄの出力側が接続されるとともに、他
方の入力端子には図示しないＰＮコード発生器で発生さ
れる４系統のＰＮコード信号ＰＮａ〜ｄが入力される。
ミキサ４２ａ〜４２ｄの出力端子は４結合器４３に接続
される。ＰＮコード発生器としては、例えば、チップ長
１２７、Ｍ系列として１８チャンネル、ゴールド系列と
して１９４３１チャンネルのＰＮコードを発生できるも
のが使用される。この場合、拡散帯域幅（ＢＷ）が２６
ＭＨｚであるとすれば、チップレートが１３ＭＨｚであ
り、Ｍ系列の一周期（ＰＮコード１２７チップ長の遅延
時間）は（１／１３ＭＨｚ）×１２７≒９．７７μｓ≒
１０μｓであるから、ほぼ１００Ｋｂｐｓに相当する。
したがって、最大４００Ｋｂｐｓの伝送速度に対応する
ことができる。ただし、各系統間で相互相関値が十分小
さくなるようなＰＮコードが用いられる。

【００１５】復調部３４は、ＢＰＦ３３の出力を４分配
する４分配器５１、相関器であるＳＡＷデバイスのコン
ボルバ５２、バッファアンプ５３、発振器５４、アンプ
５５、ＢＰＦ５６、４分配器５７、ミキサ５８、ＢＰＦ
５９、相関器出力のアンプ６０、ＢＰＦ６１、一次復調
を行う検波回路６２、波形整形等を施してベースバンド
信号を得るベースバンド復調回路６３を有する。コンボ
ルバ５２、ミキサ５８等は図３に示すように４系統のコ
ンボルバ５２ａ〜５２ｄ、ミキサ５８ａ〜５８ｄ等から
なり、コンボルバ５２ａ〜５２ｄの一方の入力端子には
それぞれ４分配器５１によって４分配された信号が入力
され、他方の入力端子はそれぞれミキサ５８ａ〜５８ｄ
の出力側に接続されている。ミキサ５８ａ〜５８ｄの各
一方の入力端子には４分配器５７を介して発振器５４が
接続され、各他方の端子には前記ＰＮコード信号ＰＮａ
〜ＰＮｄとイメージ関係にあるＰＮコード信号ＰＮａ′
〜ＰＮｄ′が入力される。

【００１６】上記構成において、送信時には、インター
フェース部２１を介し４００Ｋｂｐｓで送られてくるベ
ースバンド信号はパラレルデータ伝送部３８において４
系列の１００Ｋｂｐｓの信号に分割され、一次変調部３
９のミキサ４４ａ〜４４ｄにおいて、発振器４６からの
２００ＭＨｚの搬送波出力と乗積されてＡＳＫ変調され
る。ＡＳＫ変調された各中間周波信号はアンプ４７ａ〜
４７ｄで増幅されてからミキサ４２ａ〜４２ｄにおいて
ＰＮ信号ＰＮａ′〜ＰＮｄ′がそれぞれ乗積され、スペ
クトラム拡散変調される。拡散変調された各信号は４結
合器４３により結合されてからＢＰＦ２３により不要な
サイドローブ成分が除去されアンプ２４によって増幅さ
れ、さらに発振器２５からの２．２ＧＨｚ帯の発振信号
と混合されて２．４ＧＨｚ帯に周波数変換される。この
高周波信号はアンプ２７によりパワーコントロールされ
てからＢＰＦ２８により不要な成分が除去された後、ア
ンテナ２９を介して送信される。

【００１７】一方、受信時には、スイッチ３５〜３７が
図１に示した位置とは反対側に切り換えられ、アンテナ
２９を介して受信された受信信号はＢＰＦ２８において
サイドローブのノイズが除去され、受信アンプ３０に入
力する。アンプ３０で増幅された受信信号はＢＰＦ３１
で不要成分が除去された後、ミキサ２６の一方の入力端
子に入力され、ミキサ２５の他方の入力端子に入力され
るローカル発振器２５から２．２ＧＨｚ帯の発振信号と
混合される。これにより、２．４ＧＨｚ帯の受信信号は
２００ＭＨｚ帯の中間周波（ＩＦ）信号に周波数変換さ
れる。なお、このローカル発振器２５としてＰＬＬシン
セサイザ発振回路を採用することにより発振信号の周波
数を切換えて受信信号の中心周波数を適宜選択すること
ができる。ＩＦ信号は、ＩＦ段のアンプ３２で増幅さ
れ、ＢＰＦ３３を経、さらに４分配器５１で４系統に分
配された後、それぞれＳＡＷコンボルバ５２ａ〜５２ｄ
の一方の入力端子に入力する。ＳＡＷコンボルバ５２ａ
〜５２ｄの他方の入力端子にはＳＳ参照信号が入力す
る。このＳＳ参照信号は、図示しないＰＮコード発生器
からＴＴＬレベルで送出されるＰＮコードＰＮａ′〜Ｐ
Ｎｄ′と、発振器５４から４分配器５７を介して４分割
して出力される２００ＭＨｚ帯の発振信号とをそれぞれ
ミキサ５８ａ〜５８ｄで混合して得ている。ＳＡＷコン
ボルバ５２ａ〜５２ｄは、相関器としての機能に加えＢ
ＰＦとしての機能を兼ねており、４分配された受信信号
とＰＮコードＰＮａ′〜ＰＮｂ′との各相関を検出して
１００Ｋｂｐｓの伝送速度に相当するコンボリューショ
ン出力を発生する。４系列の各コンボリューション出力
は、それぞれＳＡＷコンボルバ５２ａ〜５２ｄの出力ア
ンプ６０（６０ａ〜６０ｂ）で増幅され、ＢＰＦ６１
（６１ａ〜６１ｄ）を介して、検波回路６２（６２ａ〜
６２ｄ）に入力され一次復調される。一次復調された各
系列の信号は、ベースバンド復調回路６３において、パ
ルスアンプで増幅され、波形整形回路で波形整形され、
そして４系列が加算され結合されて４００Ｋｂｐｓのベ
ースバンド信号に復調される。

【００１８】なお、ＲＦ段のアンプ３０、ＩＦ段のアン
プ３２、発振器５３の出力アンプ５５、および検波回路
６２はＡＧＣ回路７１により自動利得制御される。ＡＧ
Ｃ回路７１のコントロール信号は例えばベースバンド復
調信号をＤ／Ａ変換して得られる音響信号のレベルに応
じて生成することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スペクトラム拡散通信用送信機および受信機において、
ベースバンド信号を複数系列に分割して変調および復調
できるようにしたため、ＰＮコードのチップ長を短くす
ることなく伝送速度を大きくすることができる。さらに
高速データ伝送を達成するためには一次変復調に対する
コーデックとしてＡＤＰＣＭ方式を採用することが望ま
しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＳＳＣ送受信機のブ
ロック図である。

【図２】図１に示す変調部のより詳細なブロック図で
ある。

【図３】図１に示す復調部のより詳細なブロック図で
ある。

【符号の説明】

２１：インターフェース部、２２：変調部、２９：送受
信アンテナ、２４，２７，３０，３２，４７ａ〜４７
ｄ，５５，６０（６０ａ〜６０ｄ）３６：アンプ、２
３，２８，３１，３３，４０，５６，５９，６１：ＢＰ
Ｆ、２６，４２（４２ａ〜４２ｄ），４４ａ〜４４ｄ，
５８（５８ａ〜５８ｄ）：ミキサ、２５，４６，５４：
発振器、３４：復調部、３５〜３７：スイッチ、３８：
パラレルデータ伝送部、３９：一次変調部、４１，５
３：バッファアンプ、４３：４結合器、５１，５７：４
分配器、５２（５２ａ〜５２ｄ）：ＳＡＷコンボルバ、
６２：検波回路、７１：ＡＧＣ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数系列からなるパラレルディジタル信
号を各系列ごとに一次変調する一次変調部、および一次
変調された各系列の信号を相互に異なる複数系列のＰＮ
コードにより各系列ごとにスペクトラム拡散変調する二
次変調部を備え、スペクトラム拡散変調した各系列の信
号を結合して送信することを特徴とするスペクトラム拡
散通信用送信機。
【請求項２】シリアルディジタル信号を直並列変換し
て前記パラレルディジタル信号を得る手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項１記載のスペクトラム拡散通
信用送信機。
【請求項３】複数系列からなるパラレルディジタル信
号を各系列ごとに、一次変調し、および相互に異なる各
系列用のＰＮコードによりスペクトラム拡散変調し、そ
して結合して送信された信号の受信信号を前記系列の数
に分配してそれぞれ前記各系列のＰＮコードに対応する
ＰＮコードにより逆拡散復調する二次復調部、および逆
拡散復調された各信号をさらに検波して一次復調する一
次復調部を備えることを特徴とするスペクトラム拡散通
信用受信機。
【請求項４】一次復調された各信号を加え合わせてシ
リアルディジタル信号を得る手段をさらに有することを
特徴とする請求項３記載のスペクトラム拡散通信用受信
機。